Una malla quirúrgica para combatir el biofilm

Cuando se realiza cualquier implante médico en un paciente siempre hay un riesgo de contaminación bacteriana durante la cirugía que puede derivar en la formación de un biofilm sobre su superficie. Este actúa después como un escudo para estas bacterias dificultando tanto la acción del sistema inmune como de los antibióticos. Ahora, una nueva técnica que combina el uso de luz y nanopartículas de oro parece que podría ayudar a solucionar este problema.

Romain Quidant, director del estudio. .

El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), de Barcelona, junto con la empresa B. Braun Surgical, han llevado a cabo un estudio, publicado en la revista Nano Letters, en el que se analizan las posibilidades de una malla quirúrgica modificada químicamente para anclar en ella millones de nanopartículas de oro. Se ha demostrado que estas nanopartículas son muy eficaces para convertir la luz en calor en regiones muy localizadas, siendo este efecto útil para destruir la membrana celular de las bacterias y deshacer el entramado protector del biofilm.

“Se trata de una tecnología muy transversal. La hemos empezado a desarrollar en las mallas quirúrgicas, pero podría ser aplicada a cualquier implante. Lo importante es que con este estudio hemos demostrado que el enganche de estas nanopartículas es muy estable y evita que se puedan desprender y diseminarse de forma incontrolada por el cuerpo”, explica Romain Quidant, profesor del Instituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados (Icrea, por sus siglas en inglés) en el ICFO y director del estudio.

Estudios previos

El uso de nanopartículas de oro en procesos de conversión de luz-calor ya se había probado en estudios anteriores en tratamientos contra el cáncer. Concretamente, en el ICFO esta técnica se había usado en varios estudios previos respaldados por la Fundación Cellex. “En este caso se habían inyectado nanopartículas de oro en el flujo sanguíneo. Una parte de ellas se acumulaba dentro del tumor y luego se usaba la luz para aumentar la temperatura localmente e inducir una necrosis de los tejidos cancerosos y no dañar los sanos”, apunta Quidant.

Eficacia
El uso de esta tecnología ayudaría a mejorar la eficacia de los antibióticos, permitiendo reducir su uso, al crear huecos en la barrera de defensa de las bacterias

Uso
Inventadas hace aproximadamente 50 años, las mallas quirúrgicas se han convertido en elementos clave para la
recuperación de cirugías de tejidos dañados

Protocolos
Los hospitales han creado protocolos quirúrgicos de asepsia para combatir este tipo de contaminación bacteriana, aunque no se ha conseguido resolver del todo

Teniendo en cuenta que más de 20 millones de operaciones de reparación de hernias se realizan cada año en todo el mundo, se creyó que este método podía reducir los costes médicos de las operaciones por recurrencia y facilitar la eficacia de los tratamientos con antibióticos. Esta nueva malla quirúrgica, de todas formas, no sería en ningún caso sustituta de los antibióticos, que seguirían siendo necesarios en el caso de que se produjera una infección. “Con esta malla lo que conseguimos de alguna forma es volver más frágil el biofilm, que actúa como un escudo de las bacterias. De alguna forma se crean huecos en esta estructura que permiten que tanto los antibióticos como el sistema inmune puedan hacer su trabajo”, añade Romain Quidant.

Experimento ‘in vitro’

Estas nuevas mallas quirúrgicas han sido probadas in vitro. En su experimento se recubrió la malla con millones de nanopartículas de oro; las mallas se analizaron en diferentes momentos a lo largo del tiempo para garantizar la estabilidad de las partículas a largo plazo, la no degradación del material y la no liberación de nanopartículas al entorno.

“Esto es muy importante porque no deseamos que estas nanopartículas puedan circular por el cuerpo de forma no controlada porque se podría originar un problema de toxicidad. Los experimentos han demostrado que el enganche es muy robusto. Hicimos un estudio durante seis meses y no hemos visto problemas de liberación. Esto señala una tendencia, pero será necesario hacer las pruebas in vivo y a más largo plazo para corroborarlo”, añade Quidant.

Una vez obtenida la malla modificada, el equipo la expuso a la bacteria S. aureus durante 24 horas hasta que observó la formación de un biofilm en la superficie. Posteriormente, expusieron la malla a pulsos cortos e intensos de luz infrarroja y repitieron el procedimiento 20 veces con un intervalo de 4 segundos de descanso entre cada pulso. Tras esto, pudieron comprobar que las bacterias que habían sobrevivido recuperaron su sensibilidad a la terapia con antibióticos y que las muertas perdían su adherencia y se desprendían de la superficie, reduciendo el biofilm.

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